مدل سازی عددی گردش و مشخصه های فیزیکی آب در خلیج فارس

در این تحقیق، تغییرات فصلی گردش عمومی، مشخصههای توده آب و مولفههای شار گرمای سطحی بر روی خلیج فارس توسط یک مدل هیدرودینامیکی- اکولوژی جفتشده عددی سه بعدی به نام کهرنس، که برای فلات قاره ها و دریاهای ناحیه-ای است، مطالعه می شوند. مدل با یک گام زمانی مد باروتروپیک 20 ثانیه و مد باروکلینیک 5 دقیقه اجرا شد. برای تعیین ضرایب چسپندگی و پخش ادی قائم طرحواره بستاری نوع و برای گسسته سازی فضایی مدل روش تفاضل متناهی پایستار استفاده شد. نتایج مدل نشان می دهد که انتقال گرمای سطحی خالص بر روی سطح خلیج فارسw/m2 6- است و بیشینه اتلاف گرما در نوامبر اتفاق می افتد، علامت منفی یعنی گرما از سطح دریا به جو منتقل می شود. توزیع فضایی میانگین سالانه شار گرمای خالص از حدود w/m2 30 - تا w/m210 تغییر می کند که بیشینه اتلاف گرما در جنوب شرقی و شمال غربی خلیج صورت می گیرد. شارهای گرمایی نقش مهمی در گردش خلیج فارس ایفا می کنند. در بهار و تابستان جریان های سطحی جنوب شرقی با بزرگی حدود cm/s 5 در امتداد هر دو ساحل ایران و عربستان سعودی در اثر تنش سطحی باد در خلیج فارس شمالی ایجاد میشود. باد در خلیج فارس جنوبی جریانی جنوبی به سمت ساحل امارات متحده عربی تولید می کند. تنش باد در زمستان و پاییز در بیشتر قسمت های خلیج فارس بهدلیل پایداری استاتیک ضعیف، ادی های میان مقیاس ایجاد می کند. نتایج مدل نشان می دهد که حدود 65% آب خروجی از لایه عمیق ( عمق 40 متری تا کف ) و حدود 35 % از لایه بالایی ( از سطح تا عمق 40 متری ) تنگه هرمز ناشی می شود. در لایه بالایی نیمه جنوبی تنگه، انتقال حجمی جریان خروجی آب در ماه ژوئن با مقدار بیشینه حدود sv 13/. رخ میدهد و در نوامبر این انتقال خروجی به یک جریان ورودی حدود sv 02/. تبدیل میشود. میانگین سالانه این انتقال حجمی حدود sv 07/0 است. بیشینه ی جریان خروجی لایهی زیرین در مارس/ آوریل، sv 17/0، و کمینه ی آن در نوامبر، sv 07/0، با میانگین سالانه حدود sv 13/0 صورت می-گیرد. میانگین سالانه آب ورودی سطحی، که از طریق شمال تنگه از خلیج عمان به خلیج فارس صورت می گیرد، تقریباً sv 20/0 است. همچنین یافته های مدل یک جریان نسبتاً یکنواخت ضعیف ورودی را از کف نیمه شمالی تنگه نشان می دهد. میانگین سالانه انتقال حجمی خالص آب از تنگه هرمز به داخل خلیج حدود sv03/0 است. در ماه های اکتبر- فوریه آب-های خروجی عمیق شوری بیشتری را نشان میدهند. این مقادیر بالای شوری مرتبط با تشکیل آب های خیلی شور ( شوری بزرگتر ازpsu 43 ) در نواحی کم عمق جنوبی نزدیک به سواحل امارات است که در اواخر پاییز و زمستان به تنگه می رسند. تأثیر نیروی ترموهالاین بر روی شوری به مراتب بیشتر از تنش باد است. به طور کلی شارهای ترموهالاین سطحی باعث افزایش شوری در کل ستون های آب در طول سال می شوند. این اثر در دورهیزمانی سپتامبر- نوامبر، که شار شوری سطحی تبخیری بر جریان آب ورودی با شوری کم حاکم است، بیشتر است. نیروی باد در بیشتر نواحی خلیج فارس به ویژه در نزدیکی ساحل امارات متحده عربی و فلات قاره بحرین- قطر باعث کاهش شوری آب در طول سال می شود. نیروهای باد و ترموهالاین درماه های مارس تا ژوئن پتانسیل بالایی در ایجاد لایه بندی شوری دارند. بهطور کلی پیش بینی های مدل، که در شبیه سازی بسیاری از پدیده های مشاهده شده خلیج موفق است، نشان می دهد که آب سطحی خلیج فارس در زمستان شورتر از بهار و اوایل تابستان است. تنش باد و شارهای گرمایی هر دو نقش مهمی در این سیکل فصلی سطحی شوری ایفا می کنند.